Автоматические промышленные гигрометры

Оглавление Определения Виды гигрометров Автоматические гигрометры Промышленные гигрометры Литература и интернет-источники

Определения

Гигрометр — измерительный прибор для определения влажности воздуха. Существует несколько типов гигрометров, действие которых основано на различных принципах: весовой, волосной, плёночный и т. д.

Гигроскопичность — это свойство материалов поглощать влагу из воздуха за счет образования химического соединения с водой или за счет капиллярной конденсации.

Виды гигрометров

1.Весовой (абсолютный) гигрометр

Весовой гигрометр состоит из системы U-образных трубок, наполненных гигроскопическим веществом, способным поглощать влагу из воздуха. Через эту систему насосом протягивают некоторое количество воздуха, влажность которого определяют. Зная массу системы до и после измерения, а также объём пропущенного воздуха, находят абсолютную влажность.

2.Волосной гигрометр

Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха, что позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100 %. %. При измерении влажности гигрометр волосной устанавливается в камере или в грузовом вагоне в отвесном положении, в средней части помещения на высоте приблизительно 1,5 м от пола.

Принцип работы гигрометра волосного состоит в следующем: специально обработанный человеческий волос (1) одним концом укреплен на винте (2) установочного устройства. Второй конец волоса закреплен в дужке (3), жестко связанной с осью (4) стрелки (5). Груз (7) всегда удерживает волос в натянутом состоянии. Изменение длины волоса, зависящее от изменения влажности воздуха, передается стрелке (5) гигрометра, которая перемещаясь относительно шкалы (6), указывает относительную влажность воздуха в процентах. Чем суше воздух, тем короче делается волос и наоборот. Таким образом, обезжиренный человеческий волос является датчиком влажности. Достоинства гигрометра — простота конструкции и измерения, относительная влажность получается непосредственно в процентах. Этим прибором можно определять влажность воздуха при температурах ниже 0 °C (без специальной подготовки прибора).

3.Пленочный гигрометр

Плёночный гигрометр имеет чувствительный элемент из органической плёнки, которая растягивается при повышении влажности и сжимается при понижении. Изменение положения центра плёночной мембраны передаётся стрелке. Волосной и плёночный гигрометр в зимнее время являются основными приборами для измерения влажности воздуха. Показания волосного и плёночного гигрометра периодически сравниваются с показаниями более точного прибора — психрометра, который также применяется для измерения влажности воздуха.

1 — мембрана, 2 — стрелка, 3 — шкала, 4. Электролитический гигрометр В электролитическом гигрометре пластинку из электроизоляционного материала (стекло, полистирол) покрывают гигроскопическим слоем электролита — хлористого лития — со связующим материалом. При изменении влажности воздуха меняется концентрация электролита, а следовательно, и его сопротивление; недостаток этого гигрометра — зависимость показаний от температуры.

5. Керамический гигрометр

Действие керамического гигрометра основано на зависимости электрического сопротивления твёрдой и пористой керамической массы (смесь глины, кремния, каолина и некоторых окислов металла) от влажности воздуха.

6.Конденсационный гигрометр

Конденсационный гигрометр определяет точку росы по температуре охлаждаемого металлического зеркальца в момент появления на нём следов воды (или льда), конденсирующейся из окружающего воздуха. Конденсационный гигрометр состоит из устройства для охлаждения зеркальца, оптического или электрического устройства, фиксирующего момент конденсации, и термометра, измеряющего температуру зеркальца. В современных конденсационных гигрометрах для охлаждения зеркальца пользуются полупроводниковым элементом, принцип действия которого основан на Пельтье эффекте, а температура зеркальца измеряется вмонтированным в него проволочным сопротивлением или полупроводниковым микротермометром.

Всё большее распространение находят электролитические гигрометры с подогревом, действие которых основано на принципе измерения точки росы над насыщенным соляным раствором (обычно хлористым литием), которая для данной соли находится в известной зависимости от влажности. Чувствительный элемент состоит из термометра сопротивления, на корпус которого надет чулок из стекловолокна, пропитанный раствором хлористого лития, и двух электродов из платиновой проволоки, намотанных поверх чулка, на которые подаётся переменное напряжение

Автоматические гигрометры

1. Назначение гигрометров

Гигрометр предназначен для измерения объемной доли влаги в газах, не взаимодействующих с фосфорным ангидридом. Гигрометр может использоваться в технологических производствах, связанных с контролем влажности газов, а также в лабораториях для научных исследований. Гигрометр является автоматическим показывающим, регистрирующим непрерывно действующим стационарным прибором.

По эксплуатационной законченности гигрометры относится к изделиям третьего порядка по ГОСТ 12 997–84(Заменен на ГОСТ Р 52 931−2008)

По защищенности от воздействия окружающей среды гигрометр имеет исполнение, защищенное от попадания внутрь твердых тел (степень защиты IP20 по ГОСТ 14 254–96).

Гигрометр выполнен в климатическом исполнении УХЛ категории размещения 4 по ГОСТ 15 150–69.Гигрометр не приносит вреда природной среде и генетическому фонду человека.

Нормальные условия измерений (применения гигрометра)

? температура анализируемого газа и окружающего воздуха от плюс 15 до плюс 25 °C;

? атмосферное давление от 94,5 до 104,6 кПа (от 710 до 785 мм рт. ст.);

? относительная влажность окружающего воздуха не более 80%;

? электрическое напряжение питания от 187 до 242 В частотой от 49 до 51 Гц;

? отклонение входного давления анализируемого газа от номинального давления, при котором произведена настройка, не более ±6%;

? содержание механических загрязнений в анализируемом газе не более 0,5 мг/м3, паров и аэрозолей масел не более 0,1 мг/м3

Рабочие условия измерений (применения гигрометра):

? температура анализируемого газа и окружающего воздуха от плюс 5 до плюс 50 єС;

? атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.);

? относительная влажность окружающего воздуха до 80% при температуре плюс 35 єС и более низких температурах, без конденсации влаги;

?остальные параметры соответствуют нормальным условиям применения

2.Устройство и работа

Работа гигрометра основана на непрерывном извлечении влаги из дозируемого потока анализируемого газа высокоэффективным сорбентом и одновременном электролитическом разложении извлеченной влаги под действием постоянного напряжения на водород и кислород и измерении тока электролиза.

Принцип действия гигрометра иллюстрируется на рисунке .

В канале цилиндрического стеклянного корпуса 1 размещены родиевые электроды: 2 — общий, 3 — рабочий, 4 — контрольный, выполненные в виде геликоидальных несоприкасающихся спиралей. Электроды 3 и 4 расположены последовательно друг за другом по ходу газового тракта и вместе с электродом 2 впечены в стекло. Между электродами нанесена пленка частично гидратированной пятиокиси фосфора P2О5, обладающей высокой влагосорбирующей способностью. Стеклянный корпус в сочетании с электродами образует кулонометрический чувствительный элемент. Через чувствительный элемент в направлении, указанном стрелкой, непрерывно проходит анализируемый газ, расход которого поддерживается постоянным. Расход газа выбран таким образом, чтобы практически вся влага извлекалась из потока анализируемого газа пленкой пятиокиси фосфора. К электродам приложено напряжение от источника постоянного тока 5, которое превышает потенциал разложения воды. Таким образом, одновременно с непрерывным поглощением влаги пленкой сорбирующего вещества происходит электролитическое разложение ее. В установившемся режиме ток электролиза, контролируемый блоком измерений, является мерой содержания влаги в газе. В процессе работы чувствительного элемента происходит постоянное уменьшение активной поверхности сорбирующей пленки пятиокиси фосфора, что приводит к неполному извлечению влаги, а, следовательно, к возрастанию погрешности измерения. Уменьшение активной поверхности происходит в результате загрязнения пленки механическими примесями и полимеризующимися на ней компонентами анализируемого газа и в результате постепенного выноса пленки газовым потоком. Во время эксплуатации гигрометров количество влаги, не извлеченной в чувствительном элементе, постепенно увеличивается, что приводит к увеличению погрешности измерения. Зная законы распределения тока по длине чувствительного элемента и длину электрода 4, можно по току электролиза в цепях электродов 4 и 2 определить полноту извлечения влаги в чувствительном элементе.

В конструкции гигрометра предусмотрена возможность контроля полноты извлечения влаги в чувствительном элементе и сигнализация о выходе за пределы ее нормирования, в виде индикатора «ОТКАЗ» на табло блока измерений

Промышленные гигрометры

1.Гигрометр промышленный автоматический «Байкал-2ВМ»

Гигрометр Байкал-2ВМ применяется для измерения и сигнализации объемной доли влаги от 1 до 1000мг/л и абсолютной влажности в азоте, воздухе, углекислом газе, водороде, кислороде, инертных и др. газах и их смесях, используемых в технологических процессах и при проведении научно-исследовательских работ. Взрывозащищен.

Датчик гигрометра БАЙКАЛ-2ВМ относится к взрывозащищенному оборудованию, имеет маркировку 1Exd11CT1, может устанавливаться во взрывозащищенных зонах класса В-1а согласно ПУЭ. Длина соединительного кабеля между датчиком и блоком измерения — не более 300 м. В комплект поставки гигрометра входит комплект запасных частей, комплект монтажных частей, руководство по эксплуатации с метрологически аттестованной методикой поверки.

Технические характеристики Байкал-2ВМ:

Предел измерений объемной доли влаги до 1000 ppm

Основная приведенная погрешность: для области измерений 0…1 ppm ±10%; для области измерений 1…10 ppm ±4%; для области измерений 10…1000ppm ±2,5% .

Выходной сигнал 4−20 или 0−5 мА

Время установления показаний не более 3 мин

Общий расход анализируемого газа не более 1000 см3/мин

Расход газа через чувствительный элемент 100 см3/мин

Параметры анализируемой среды: температура +5…+50°; гигрометр с датчиком на высокое давление 0,16…40 МПа; гигрометр с датчиком на низкое давление 0,03…0,16 МПа; гигрометр с датчиком на разрежение 0,005 разрежения до 0,03 МПа избыточного.

Рабочие условия применения: температура +5…+50°; давление 96…104 кПа;

Питание 220 В/50 Гц

Потребляемая мощность 10 ВА

Габаритные размеры и масса: датчика 236×141,5×350 мм; 6 кг; блока измерений 236×141,5×314 мм; 5 кг; побудителя расхода 224×162,5×122,5 мм Прибор характерезуется высокой точностью, высокой надежностью, широким диапазоном измерений.

Автоматический выбор диапазонов измерений.

Диагностика исправности Гигрометр имеет устройство задания и сигнализации о превышении в анализируемом газе заданного значения объемной доли влаги в диапазоне от 1 до 1000 ppm

2.Гигрометр «Волна-5М»

Гигрометр Волна-5М применяется для измерения относительной влажности воздуха в промышленных, складских, бытовых помещениях, климатических камерах и при проведении научно-исследовательских работ. Гигрометр Волна-5М предназначен для работы во взрывобезопасных помещениях.

Гигрометр Волна-5М состоит из отдельных блоков: датчика, блока измерений, блока питания.

Технические характеристики Волна-5М:

Диапазон измерений 0…100%

Основная абсолютная погрешность ±2,5%

Постоянная времени 15 с Параметры анализируемой среды:

температура от 0 до +60°С давление 40…133 кПа скорость потока до 15 м/с Питание от сети или от автономного источника (батарея типа «Крона»)

Габаритные размеры; масса:

датчика O28 мм, L=183 мм; масса: 0,135 кг

блока измерений 190×78×38 мм; масса: 0,35 кг

3.Гигрометр автоматический «Байкал-5Ц»

Гигрометр Байкал-5Ц предназначен для измерения объемной доли влаги и абсолютной влажности в азоте, воздухе, инертных газах, углекислом газе, водороде, кислороде и их смесях и представляет собой промышленный, автоматический, цифровой, стационарный прибор непрерывного действия.

Действие гигрометра Байкал-5Ц основано на применении кулонометрического метода измерения влажности. Ток электролиза является мерой абсолютного содержания влаги в газе.

Гигрометр Байкал-5Ц промышленный, по устойчивости к воздействию окружающей и анализируемой сред имеет обыкновенное исполнение и может устанавливаться во взрывобезопасных помещениях.

Функциональные возможности Гигрометра Байкал-5Ц:

— Автоматическое устройство обработки и представления измерительной информации

— Автоматическое устройство контроля и сигнализации об исправности и отказе чувствительного элемента

— Устройство сигнализации о достижении заданного значения объемной доли влаги в анализируемом газе и перегрузке по влажности

— Устройство защиты чувствительного элемента от перегрузки по влажности и при аварийном отключении электрической сети

— Унифицированные выходные сигналы постоянного тока 0…5, 4…20 мА, напряжением 0…10 мB Гигрометр выпускается в 3-х исполнениях в зависимости от диапазона измерений.

Технические характеристики Байкал-5Ц:

Исполнение 1:

Диапазон измерений объемной доли влаги 0…1000 ррм Основная приведенная погрешностьм ±2,5…4%

Исполнение 2

Диапазон измерений объемной доли влаги 0…2000 ррм Исполнение 3

Диапазон измерений объемной доли влаги 0…10, 0…100, 0…1000 ррм Основная приведенная погрешность ±2,5…6%

Номинальный расход газа через чувствительный элемент 0…750 мг/м3

Время установления показаний не более 3 мин Общий расход анализируемого газа через гигрометр не более 1 л/мин Потребляемая мощность в рабочем режиме не более 15 Вт Масса гигрометра не более 4,5 кг Полный средний срок службы не менее 8 лет

4.Гигрометр для измерения точки росы воздуха, азота, инертных газов «Ива-8»

Гигрометр Ива-8 предназначен для измерения точки росы воздуха, азота, инертных и других неагрессивных газов, используемых при проведении технологических процессов в электронной, химической, электротехнической и других отраслях промышленности.

Описание гигрометра Ива-8 :

Гигрометр состоит из блока индикации и измерительного преобразователя точки росы ДТР-СМ Щитовое исполнение блока индикации (48×96 мм) до 2 каналов измерения влажности Измерительный преобразователь точки росы подключается к блоку индикации трехпроводным кабелем длиной до 100 м Возможность подключения до двух измерительных преобразователей точки росы к одному блоку индикации Возможность подключения до двух измерительных преобразователей давления для компенсации влияния давления на точку росы анализируемого газа Представление измеренного значения влажности газа в различных единицах: точка росы (°С) или объемная концентрация (ppm)

Наличие до двух релейных выходов (5А, ~220В) с программируемыми порогами срабатывания по задаваемым параметрам (точка росы, объемная концентрация, давление) и измерительным каналам Возможность установки двух токовых выходов (0−5 или 4−20 мА — по любому из параметров и измерительных каналов в задаваемом диапазоне изменения параметра) или цифрового выхода (R232 или RS485).

Технические характеристики Ива-8:

Диапазон измерений точки роcы, -80.-20°С

Абcолютная погрешноcть измерения ,±2°С

Постоянная времени при расходе газа 1л/мин,

5 мин Разрешающая способность показаний индикатора, 0,1°С

Габаритные размеры гигрометра, мм (не более):

— блока индикации, 49×105×110

— измерительного преобразователя точки росы 30×105

— измерительного преобразователя давления 25×110

Масса, не более 1 кг

Потребляемая мощноcть, не более 5 Вт Рабочие условия применения гигрометра:

температура:

— блок индикации, 0…+50 °С

— измерительные преобразователи, 0…+35 °С

— относительная влажность, 30…80%

— атмосферное давление, 84…106,7 кПа

— избыточное давление анализируемого газа, І -0,8…8(20**) кгс/см

———————————————————————————————————————-;

** - для расширенного диапазона Комплект поставки гигрометра Ива-8 :

Гигрометр в щитовом исп. 48×96 мм — 1 канал влажности, 1 релейный и 1 токовый выход 0−5мА, поверка.

При заказе гигрометра оговаривается конфигурация блока индикации

*количество релейных выходов (1 или 2),

*наличие токовых выходов, их количество (до 2),

*диапазон (0−5 или 4−20 мА),

*наличие цифрового выхода и его тип (RS-232 или RS-485).

В стандартный комплект поставки гигрометра ИВА-8 входит один релейный и один токовый выход 0−5 мА (Конфигурация 1).

5.HD 100 гигрометр промышленный.

HD 100 гигрометр промышленный — сертифицированный измерительный прибор для измерения влажности, температуры воздуха, а так же определения точки росы. Гигрометр HD 100 имеет выносной зонд с витым кабелем длинной 1 м. Цифровые термогигрометры HD 100 используют в различных отраслях промышленности, медицины, сельском хозяйстве, сушильных камерах, вентиляционных системах, жилых помещений.

Технические характеристики Относительная влажность:

Единицы измерения: %RH.

Диапазон измерения: от 5 до 95%RH.

Погрешность: ± 2,7%RH (при температуре 18 до 28°C).

Разрешение: 0,1%RH.

Температура:

Единицы измерения: °C, °F.

Диапазон измерения: от -20 до +70°C.

Погрешность: ± 2% от измеренного значения ± 0,3°C.

Разрешение: 0,1°C.

Точка росы:

Единицы измерения: °Ctd, °Ftd.

Диапазон измерения: от -20 до +70°Ctd.

Погрешность: ± 2% от измеренного значения ± 0,3°Ctd.

Разрешение: 0,1°Ctd.

Общие характеристики:

Дисплей: 2-х строчный LCD дисплей, размер 50×34,9 мм.

Материал: противоударный корпус ABS класс защиты IP54.

Клавиатура: 5 клавиш с металлическим покрытием.

Кабель: витой растягивающийся кабель 450 мм, в растянутом виде до 2,4 м.

Питание: 1 алкалиновая батарея 9 В 6LR61.

Рабочая температура прибора: от 0 до +50°C.

Рабочая температура зонда: от -20 до +70°C.

Температура хранения: от -20 до +80°C.

Автоотключение: регулируемое в интервале от 0 до 120 мин.

Вес: 190 г.

Функциональные возможности гигрометра HD 100:

— Измерение относительной влажности, температуры, точка росы, выбор единиц измерения, функция удержания, мин. и макс. значения, регулируемое автоотключение, регулируемая подсветка.

— В комплект поставки гигрометра HD 100 входят зонд влажности и температуры с длиной кабеля 1 м и транспортный футляр.

— Относительная влажность, точка росы и температура

— Выбор единицы измерения (температура и точка росы)

— Функция удержание

— Элементы измерения:

— Гигрометрия и температура: CMOS датчик

Литература и интернет-источники

гигрометр диапазон влажность погрешность

1. Руководство по эксплуатации 5К2.840.065 РЭ

2. Материалы из свободной энциклопедии «Wikipedia»

3. http://www.pribor-v.ru

4. http://www.hygrometer.ru/

5. ГОСТ 12 997–84. Изделия ГСП. Общие технические условия.

6. ГОСТ Р 52 931−2008. Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия

7. ГОСТ 14 254–96.Степени защиты, обеспечиваемые оболочками, код IP

8. ГОСТ 15 150–69.Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды